(57)【要約】【課題】スプリングコネクターにノイズ低減や他の機能を搭載させた構造を提供すること（ユーザー負担の低減を伴う小型化、電子機器の多機能化を狙う）、またそのようなスプリングコネクターの合理的な製造方法を提供すること。【解決手段】筐体内の空洞部にスプリングと共にプランジャーの基部が内蔵され、前記筐体外に前記プランジャーの先端部を突出させ、前記筐体表面の一部（例えば近接するプランジャーの中間部）に前記プランジャーと接続する電極を設け、該電極に接続して電子回路素子を一部に実装したスプリングコネクターの構造。また、集合下基板上に電子回路素子を実装し、次いでスプリングとプランジャーを多数の空洞部に投入し、更に集合あるいは単体の上基板を集合下基板に接着した後、その集合体を個々のスプリングコネクターに切断分離する製造方法。【選択図】      図１
2005019247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内の空洞部にスプリングと共にプランジャーの基部が内蔵され、前記筐体外に前記プランジャーの先端部を突出させ、前記筐体表面に前記プランジャーと接続する電極を設けたスプリングコネクターにおいて、前記スプリングコネクターの筐体の一部に少なくとも１個の電子回路素子を前記電極に接続させかつ固着したことを特徴とするスプリングコネクター。
【請求項２】
複数の前記プランジャーが並行に１個の筐体から突出している形態の前記スプリングコネクターにおいて、前記電子回路素子を隣り合う前記プランジャーの突出部の間隙に配置したことを特徴とする請求項１のスプリングコネクター。
【請求項３】
前記電子回路素子はチップ状のコンデンサであることを特徴とする請求項１又は２のスプリングコネクター。
【請求項４】
多数の整列した筒状空洞部とスルーホールを有し、該筒状空洞部の各々の内部とそれに近接した特定のスルーホールを連結するメッキ配線が施された集合下基板を準備する第１の工程と、該集合下基板上の隣接するメッキ配線と接続するように多数の電子回路素子を所定箇所に実装する第２の工程と、前記筒状空洞部のそれぞれにスプリングとプランジャーとを投入する第３の工程と、前記プランジャーの先端部のみを通過させる多数の整列した穴および前記電子素子の逃がし穴を有する集合上基板を前記集合下基板の上面に接着して集合コネクターを形成する第４の工程と、前記集合コネクターを所定の個数のプランジャーを有する単体のコネクターに切断分離する第５の工程とを含むことを特徴とするスプリングコネクターの製造方法。
【請求項５】
多数の整列した筒状空洞部とスルーホールを有し、該筒状空洞部の各々の内部とそれに近接した特定のスルーホールを連結するメッキ配線が施された集合下基板を準備する第１の工程と、該集合下基板上の隣接するメッキ配線と接続するように多数の電子回路素子を所定箇所に実装する第２の工程と、前記筒状空洞部のそれぞれにスプリングとプランジャーとを投入する第３の工程と、前記プランジャーの先端部のみを通過させるプランジャー穴を有する上基板を前記集合下基板の上面に個々に位置決め接着して集合コネクターを形成する第４の工程と、前記集合コネクターを所定の個数のプランジャーを有する単体のコネクターに切断分離する第５の工程とを含むことを特徴とするスプリングコネクターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯電話機のような電子機器の内部において、ある回路基板と他の回路基板のパターンあるいは他の部品との接続をとるための部品として用いられるスプリングコネクターの構造および製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来のスプリングコネクターとその実装状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。１１は従来型のスプリングコネクターであり、金属製の筒状容器１２（有底であって上端部の内径はプランジャー４の先端部を自由に摺動させる程度に絞ってある）の内部に、先端が外向きに露出したプランジャー４の底部（図示しないが先端部よりやや直径が大きくされている）とプランジャー４を外向きに付勢する金属製コイルバネであるスプリング（これらは図示せず）が収容されている。プランジャー４と筒状容器１２とはもちろん電気的に一体である。
【０００３】
このスプリングコネクター１１を回路基板であるマザーボード７の回路パターン８上に立て、ハンダなどで固定して実装する。実装されたスプリングコネクター１１のプランジャー４の先端部は、図示しない他の回路基板のパターンや他の部品の電極端子等に圧接され、それらと自分自身が固着されているマザーボード７の回路パターン８との接続をはかる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このコネクターの接続路に電気的ノイズが侵入することがある。これはもちろん避けたいことなので、ノイズの消去あるいは軽減対策として、マザーボード上の２つの隣接するコネクターに接続される回路パターン８同士を図示のようにノイズ防止用の容量素子であるコンデンサ１３によって橋絡するように接続することがよく行われている。
【０００５】
このようなノイズ対策は従来マザーボードの設計者が行ってきた。このため次の問題点があった。
〔１〕コンデンサー１３の配置とその配線のスペースをマザーボード上に必要とし、電子機器の更なる小型化への障害となり得る。
〔２〕コネクターの製造者である部品メーカーにとっては、コネクターに関係するノイズ対策を客先である電子機器設計者に任せるよりも、ノイズ対策を盛り込んだコネクターを商品化できれば、客側での設計、マウント、実装などの不便を解消することとなり、スプリングコネクターの販売・利用を促進できる。このことは上記問題点〔１〕の解消と共に電子機器の製造・開発の面でも望ましい。
〔３〕上記ノイズ対策に限らず、従来のスプリングコネクターは単なるコネクター機能部品に止まっており、高機能化の可能性がまだ開拓されていない。
【０００６】
本発明の目的は、スプリングコネクターにノイズ対策機能、あるいはその他の高機能を搭載させた構造を提供すること、またそのようなスプリングコネクターの合理的な製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のスプリングコネクターは以下の特徴を備える。
（１）筐体内の空洞部にスプリングと共にプランジャーの基部が内蔵され、前記筐体外に前記プランジャーの先端部を突出させ、前記筐体表面に前記プランジャーと接続する電極を設けたスプリングコネクターにおいて、前記スプリングコネクターの筐体の一部に少なくとも１個の電子回路素子を前記電極に接続させかつ固着したこと。
【０００８】
本発明のスプリングコネクターは更に以下の特徴の少なくとも１つを備えることがある。
（２）複数の前記プランジャーが並行に１個の筐体から突出している形態の前記スプリングコネクターにおいて、前記電子回路素子を隣り合う前記プランジャーの突出部の間隙に配置したこと。
【０００９】
（３）前記電子回路素子はチップ状のコンデンサであること。
【００１０】
上記目的を達成するため本発明のスプリングコネクターの第１の製造方法は次の特徴を備える。
（４）多数の整列した筒状空洞部とスルーホールを有し、該筒状空洞部の各々の内部とそれに近接した特定のスルーホールを連結するメッキ配線が施された集合下基板を準備する第１の工程と、該集合下基板上の隣接するメッキ配線と接続するように多数の電子回路素子を所定箇所に実装する第２の工程と、前記筒状空洞部のそれぞれにスプリングとプランジャーとを投入する第３の工程と、前記プランジャーの先端部のみを通過させる多数の整列した穴および前記電子素子の逃がし穴を有する集合上基板を前記集合下基板の上面に接着して集合コネクターを形成する第４の工程と、前記集合コネクターを所定の個数のプランジャーを有する単体のコネクターに切断分離する第５の工程とを含むこと。
【００１１】
上記目的を達成するため本発明のスプリングコネクターの第２の製造方法は次の特徴を備える。
（５）多数の整列した筒状空洞部とスルーホールを有し、該筒状空洞部の各々の内部とそれに近接した特定のスルーホールを連結するメッキ配線が施された集合下基板を準備する第１の工程と、該集合下基板上の隣接するメッキ配線と接続するように多数の電子回路素子を所定箇所に実装する第２の工程と、前記筒状空洞部のそれぞれにスプリングとプランジャーとを投入する第３の工程と、前記プランジャーの先端部のみを通過させるプランジャー穴を有する上基板を前記集合下基板の上面に個々に位置決め接着して集合コネクターを形成する第４の工程と、前記集合コネクターを所定の個数のプランジャーを有する単体のコネクターに切断分離する第５の工程とを含むこと。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態の一例であるスプリングコネクターおよびその実装状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）は部分断面を含む正面図である。本例におけるスプリングコネクター１は金属製の筒状容器ではなく、樹脂等絶縁性の材料にて形成された、下基板２および上基板３より成る筐体を有している。また１個のスプリングコネクターには２本のプランジャー４が連装されている。そして筐体の側面の所定の部分の絶縁性の表面には、スプリングコネクター１をマザーボード７の回路パターン８（斜線を施して示した）上にハンダ９で実装するための側面電極２ｂ（打点を施して示した）が設けてある。
【００１３】
下基板２は厚手の回路基板材料あるいは樹脂モールド体より成り、内部に有底円筒状の空洞部２ａが形成され、その内部（一部を破断して示した）に金属製のスプリング５と、それによって外向きに付勢されるプランジャー４の下部（やや直径が大きい）が納められている（これは図１１で内部を図示しなかった従来例と同様である）。また空洞部２ａの底面および内表面にはプランジャー４やスプリング５と接続をとるための電極膜がメッキにより設けてある。また下基板の上面には空洞部２ａの表面に設けた電極膜と所定の前記側面電極２ｂとを接続する上面電極２ｃが形成されている。
【００１４】
上基板３はそれぞれのプランジャー４の脱出を防止しつつその先端部のみを外部に露出させることを主目的とした、回路基板材料から形成されあるいは射出成型された樹脂材料からなる薄板状の部材であって、プランジャー穴３ａを有し、下基板の上面に熱かしめ、超音波接着、あるいは接着シート等を用いて接着されている。
【００１５】
チップコンデンサ６は下基板２の上面、かつ２本のプランジャー４の中間に実装されている。チップコンデンサ６の各極は各プランジャー４に属する上面電極２ｃの一部にそれぞれ接続される。これにより、図５の従来例の如く、２個のプランジャーから出発する導体路をコンデンサで橋絡するのと同等の回路が構成される。しかも、チップコンデンサ６の接続位置が、従来例よりもノイズの侵入部となるプランジャー４に・かに近いため、より高度なノイズの削減効果が期待できる構成である。
【００１６】
以下に本発明のスプリングコネクターの製造方法について述べる。
図２は本発明の実施の形態の一例であるスプリングコネクターの主要部品である下基板の集合体の平面図、図３は同じく主要部品である上基板の集合体の平面図、図４は本発明の実施の形態の一例であるスプリングコネクターの集合体の組立工程を説明する断面図である。
【００１７】
下基板２はまず図２のような平面的に配列された集合体である集合下基板２０として形成される。集合下基板２０には多数の有底の空洞部２ａ、やや長円形のスルーホールＡ、およびスルーホールＢが図示のように所定の位置に設けられる。空洞部２ａの内面、スルーホールＡとスルーホールＢの内面およびそれらの上下の縁には導電性のメッキが施される。また集合下基板２０に設けられる上面電極２ｃは図示のようなパターンに形成される。なお縦横の切断面１０は最後の工程で個別のコネクターに分離される際の切断面の位置を示したもので、本図の集合下基板２０の状態ではまだ切断を行わない。
【００１８】
上基板２は、図１の実施の形態においては各プランジャー毎に単体で設けた。
そのようにしてももちろん本発明は成立するが、本製造方法においては更に進めて、上基板２も最初は集合上基板２０から出発させる場合について説明する。
集合上基板２０は比較的薄型の樹脂製の板で、多数のそれぞれ貫通するプランジャー穴３ａ、スルーホールＡ３０ａ、スルーホールＢ３０ｂ、およびコンデンサ穴３０ｃを図示のように、集合下基板２０の各穴や上面電極２ｃとの位置関係を合わせて設ける。また各穴の内面の導電膜は本例では不必要なので設けていない。本例の集合上基板２０はコンデンサ穴３０ｃの両縁で繋がっているため、一体的に取り扱うことができる。また本図にも後工程で切断される切断面１０の位置をあらかじめ示しておいた。
【００１９】
このように準備された集合下基板２０、集合上基板３０、別途準備された多数のプランジャー４およびスプリング５を用いて、図４に示した工程によってスプリングコネクターの製造を行う。なお本図における集合下基板２０、集合上基板３０は、図２および図３におけるＢ−Ｂ断面を図示している（断面部を斜線で示した）。
【００２０】
まず図の最下段に示すように、各電極膜を形成し完成した集合下基板２０を上向きに置く。その上面電極２ｃの上にハンダペーストを塗布し、（図２において縦方向に隣り合うスルーホールＡの中心を結ぶ線上に乗るように）チップコンデンサ６を順次乗せてリフロー炉によりハンダ付けを行う。次いで各空洞部２ａ内にスプリング５、プランジャー４を振り込み投入し、次に集合上基板３０を位置合わせをしつつ集合下基板上面に接着する（チップコンデンサ６およびその周辺に流れたハンダはコンデンサ穴３０ｃ内に納まる）。
【００２１】
こうして集合コネクターが完成する。最後の工程で集合コネクターを縦横の切断面１０の位置で切断分離し、個々の（本例では２連のプランジャーを持った）スプリングコネクターに分離する。切断することによって、スルーホールＡは２つに、スルーホールＢは４つに分離され、それらの内面導電膜がスプリングコネクターの側面電極２ａ等として現れるので、それらをマザーボード上に実装を行うために使用する。
【００２２】
以下に本発明の実施の形態の変形例について述べる。まず製造方法の説明においては集合上基板を用いたが、図１のように単体の上基板３を用いてもよい。この場合、集合下基板２０を乗せた治具上にスルーホールＡ２０ａ、スルーホールＢ２０ｂを貫通して上面に露出したピンを設け、コンデンサ６の実装やスプリング５、プランジャー４の投入後に、各上基板３を上記ピンで位置決めしつつ、集合下基板２０の上面に接着すればよい。最終工程で単体のスプリングコネクターに分離されることは同様である。本構成ではコンデンサ穴３０ｃが不要なのでチップコンデンサ６として幾分大型の素子を使用し得る。
【００２３】
また単体のスプリングコネクターに含まれるプランジャーの本数は１本以上任意の本数を設けることができるし、搭載されるチップコンデンサーの数も任意である。その際、チップコンデンサーの一方の端子はプランジャーに接続させ、他方の端子は別の側面電極を用いてマザーボード上のパターンに導くようにしてもよい。あるいは更に他の実施の形態として、上基板に下基板のパターンと接続する任意のパターンを適宜設けて、コンデンサを上基板側に実装してもよい。
【００２４】
以上ノイズ防止コンデンサを適用した本発明の実施の形態について述べたが、その他の電子回路素子をスプリングコネクター上に実装することによって、他の機能をスプリングコネクターに付与し、スプリングコネクターの機能を更に拡大することができる。図５（ａ）〜（ｆ）はそれらの種々の実施の形態におけるスプリングコネクターの各例を回路図で示したものである。なおそれらの形態の具体的な細部構造や製造方法を一々図示することはしないが、チップコンデンサーを適用した最初の実施の形態から容易に構成することができる。
【００２５】
図５（ａ）は既述の容量素子を適用した実施の形態であるスプリングコネクターを回路図で表したもので、上下の２本の端子付きの線はプランジャーおよびそれに接続しているスプリングコネクターの筐体上の導電パターンを示しており、それらを種々の電子回路部品（機能素子）が跨ぐように接続されている。（ｂ）はコンデンサと高速ダイオードを併設した例で、誘導性回路におけるフィルターに適する実施の形態である。本例のように複数の素子を搭載してもよい。
【００２６】
（ｃ）はコンデンサーと抵抗を併設してフィルターを構成した実施の形態の一例、（ｄ）は定電圧ダイオードを適用した例で、スプリングコネクターを通じて入力あるいは出力する信号の定電圧化を行う。（ｅ）は定電圧ダイオードを２重に用いて振幅リミッターを構成した実施の形態、（ｆ）は発光ダイオードを搭載してスプリングコネクターから発光信号をも発生しうるようにした実施の形態である。
【００２７】
またこの他の実施の形態も可能である。例えば、図示しないが受光素子を搭載したり、バッファアンプや比較的単純な論理回路のような能動的回路も、それらがほぼチップ状を呈するならば容易に搭載することができる。一部ワイヤボンディング等ハンダ付け以外の接続方法が加わってもよい。そのような他の接続作業も集合基板上で行えば能率的に遂行することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のスプリングコネクターにおいては、電子回路素子をスプリングコネクター上に搭載させたので、マザーボードにおいてその電子回路素子の機能に対応する回路設計や配置スペースを省略することができ、電子機器側の設計・製造を簡素化し容易にすると共に電子機器の小型化にも寄与し得る効果がある。また電子回路素子を近接するプランジャーの間に配設した場合は、余剰空間をより効果的に利用し、スプリングコネクターの大型化を防ぐ効果がある。
【００２９】
また付与する機能が外部からの入出力に関係している場合（例えば入力信号からノイズを除きたい場合等）、電子回路素子（上記の場合は容量素子等）が回路基板の入出力端であるコネクターピンに直結した位置に実装されているので機能が最も効果的に発揮できる。
【００３０】
また本発明のスプリングコネクターの２例の製造方法によって、上記の特徴を有するスプリングコネクターの製造工数の増加を押え、低コストで生産することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例であるスプリングコネクターおよびその実装状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）は部分断面を含む正面図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例であるスプリングコネクターの主要部品である下基板の集合体の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例であるスプリングコネクターの主要部品である上基板の集合体の平面図である。
【図４】本発明の実施の形態の一例であるスプリングコネクターの集合体の組立工程を説明する断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ本発明の各種の実施の形態を示す回路図である。
【図６】従来のスプリングコネクターの実装状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
１  スプリングコネクター
２  下基板
２ａ  空洞部
２ｂ  内面電極
２ｃ  側面電極
２ｄ  上面電極
３  上基板
３ａ  プランジャー穴
４  プランジャー
５  スプリング
６  チップコンデンサー
７  マザーボード
８  回路パターン
９  ハンダ
１０  切断面
１１  スプリングコネクター
１２  筒状容器
１３  コンデンサー
２０  集合下基板
２０ａ  スルーホールＡ
２０ｂ  スルーホールＢ
３０  集合上基板
３０ａ  スルーホールＡ
３０ｂ  スルーホールＢ
３０ｃ  コンデンサー穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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